合成氨毕业实习

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二、合成氨技术
1 氰化法制氨 CaC2 + N2 → CaCN2 + C CaCN2 + 3H2O → 2NH3 + CaCO3 2 直接合成法 N2 + 3H2 ⇋ 2NH3
合成氨合成塔
合成氨厂内部结构
合成氨储气罐
三、合成氨造气
主反应
CH4+H2O ⇋ CO+3H2 CH4+2H2O ⇋ CO+4H2 CH4+CO2 ⇋ 2CO+2H2 CH4+2CO2 ⇋ 3CO+H2+H2O CH4+3CO2 ⇋ 4CO+2H2O CO+H2O ⇋ CO2+H2
合成氨实习报告
中盐安徽红四方股份有限公司
目录
1 2 3 4 5 合成氨简介
合成氨技术
合成氨造气
原料气净化
合成氨合成
一、合成氨简介
德国化学家哈伯(F.Haber,1868-1934) 德国化学家哈伯 年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。 从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。 年开始研究由氮气和氢气直接合成氨 年申请专利， 循环法” 于1908年申请专利，即“循环法”，在此基 年申请专利 础上，他继续研究， 年改进了合成， 础上，他继续研究，于1909年改进了合成， 年改进了合成 氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍 以上。 氨的含量达到 以上 采用的直接合成法。 采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气 和氮气合成转化率低的问题， 和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合 成反应后的气体中分离出来， 成反应后的气体中分离出来，未反应气和新 鲜氢氮气混合重新参与合成反应。 鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
五、合成氨合成
① LCA工艺 工艺 1988年英国 年英国ICI公司提出了技术概念上领先的合成氨 公司提出了技术概念上领先的合成氨 年英国 工艺(LCA)。其主要特点是采用新型的催化剂，一段 工艺 。其主要特点是采用新型的催化剂， 转化水碳比为2.5。采用转化器 代替结构复杂、 转化水碳比为 。采用转化器(GHR)代替结构复杂、 代替结构复杂 体积庞大以辐射传热为主的一段转化炉，在转化器中， 体积庞大以辐射传热为主的一段转化炉，在转化器中， 二段转化气返回一段转化炉的表程提供一段转化炉所需 热量。采用水冷列管式变换炉代替传统流程高、 热量。采用水冷列管式变换炉代替传统流程高、低变换 炉。采用分子筛变压吸附工艺脱除过量的氮以及二氧化 一氧化碳、甲烷及氩，流程中采用较少的传动设备， 碳、一氧化碳、甲烷及氩，流程中采用较少的传动设备， 用电机驱动机泵。氨合成压力与AMV工艺类似，为 工艺类似， 用电机驱动机 。氨合成压力与 工艺类似 8.2MPa，吨氨能耗达到 ，吨氨能耗达到29.3GJ 。
五、合成氨合成
②KAAP和KRES工艺 和 工艺 KAAP及其催化剂首先用于加拿大太平洋氨厂，引起了 及其催化剂首先用于加拿大太平洋氨厂， 及其催化剂首先用于加拿大太平洋氨厂 国内外的广泛关注，目前， 国内外的广泛关注，目前，世界上已采用该技术改良设 计和新建5座装置 座装置。 计和新建 座装置。KAAP技术以天然气蒸汽转化和低 技术以天然气蒸汽转化和低 压氨合成催化剂为基础， 压氨合成催化剂为基础，关键在于高性能的钌系氨合成 催化剂。 催化剂是以石墨化的碳为载体、 催化剂。KAAP催化剂是以石墨化的碳为载体、以 催化剂是以石墨化的碳为载体 Ru3(CO)12为母体的新一代钌系催化剂，是氨合成 为母体的新一代钌系催化剂， 为母体的新一代钌系催化剂 催化剂发明八十年来首次工业化的非铁系催化剂， 催化剂发明八十年来首次工业化的非铁系催化剂，其活 性是铁催化剂的10-20倍，可在低温低压下操作；转 性是铁催化剂的 倍 可在低温低压下操作； 化效率比传统系统高12%-16%，在起始反应温度为 化效率比传统系统高 ， 300℃，压力 的情况下， ℃ 压力8.5MPa，H2/N2=2.5的情况下，氨 ， 的情况下 转化率可达20%；具有高耐毒性，对水、CO和CO2 转化率可达 ；具有高耐毒性，对水、 和 不敏感， 不敏感，新鲜合成气无需严格净化 。
三、合成氨造气
(3)载体 使镍的晶体尽量分散、达到较大的比 载体 使镍的晶体尽量分散、 表面和阻止镍晶体熔结。 表面和阻止镍晶体熔结。 常用的载体可分为硅铝酸钙粘结型、 常用的载体可分为硅铝酸钙粘结型、铝酸钙粘 结型、耐火材料烧结型。 结型、耐火材料烧结型。
合 成 氨 厂
四、原料气净化
粗原料气的净化 各种原料制取额粗原料气， 各种原料制取额粗原料气，都含有硫和碳 的氧化物，为了防止催化剂中毒， 的氧化物，为了防止催化剂中毒，需进行脱硫 和脱碳。 和脱碳。 （1）硫化物的脱除 ） 硫化物按分子结构分为无机硫和有机硫， 硫化物按分子结构分为无机硫和有机硫， 半水煤气中，无机硫指硫化氢， 半水煤气中，无机硫指硫化氢，有机硫通常以 硫氧化碳为主。 硫氧化碳为主。
副反应
CH4 ⇋ C+2H2 2CO ⇋ C+CO2 CO+H2 ⇋ C+H2O
三、合成氨造气
粗原料气的制取 （1）气态烃类蒸汽转化法 ） CnHm+ nH2O= nCO + (n+m/2)H2 该反应是一个强吸热反应常用外部供热的蒸汽 转化法和内部蓄热间歇操作法进行生产 （2）转化催化剂 ） 从性能和经济上考虑，以镍最为适宜， 从性能和经济上考虑，以镍最为适宜，并以 NiO状态存在。 状态存在。 状态存在 为了提高镍催化剂的活性， 为了提高镍催化剂的活性，可添加助催化剂使 其有较高的稳定活性，延长使用寿命， 其有较高的稳定活性，延长使用寿命，增加抗 析炭能力。 析炭能力。
五、合成氨合成
目前的合成氨新工艺的研究主要针对以天然气 为原料的合成氨， 为原料的合成氨，煤基合成氨的研究多局限在 净化、合成等关键过程的改进。 净化、合成等关键过程的改进。1988年英国 年英国 ICI公司采用“技术概念上领先的合成氨工 公司采用“ 公司采用 氨的装置， 艺”(LCA)，建成两套日产 ，建成两套日产450t氨的装置， 氨的装置 在中型合成氨装置中做到与当代大型合成氨装 置相当的水平，吨氨能耗为29.31GJ。1992 置相当的水平，吨氨能耗为 。 年凯洛格公司与英国石油公司(BP)合作开发出 年凯洛格公司与英国石油公司 合作开发出 凯洛格先进氨工艺(KAAP)以及换热重整系 统 凯洛格先进氨工艺 以及换热重整系 (KRES)，被评价为合成氨工艺的重大突破。 ，被评价为合成氨工艺的重大突破。
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一、合成氨简介
氨是重要的无机化工产品之一， 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济 中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外， 中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外， 农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、 农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷 酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥， 酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以 氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一， 氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一， 世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上 亿吨以上， 世界每年合成氨产量已达到 亿吨以上，其中 约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作 的氨用来生产化学肥料， 约有 的氨用来生产化学肥料 作 为其它化工产品的原料。 为其它化工产品的原料。
四、原料气净化
工业脱硫可分为湿法和干法两类，湿法脱硫吸收速度快、 工业脱硫可分为湿法和干法两类，湿法脱硫吸收速度快、 硫容大，但脱硫精度不及干法。 硫容大，但脱硫精度不及干法。 湿法脱硫又可分为物理法、化学法、物理-化学法三种 湿法脱硫又可分为物理法、化学法、物理 化学法三种 干法脱硫有氧化锌法、活性炭法、分子能法等。 干法脱硫有氧化锌法、活性炭法、分子能法等。 （2） 二氧化碳的脱除 ） 二氧化碳既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、 二氧化碳既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、 碳酸氢氨等氮肥的重要原料。 碳酸氢氨等氮肥的重要原料。脱除二氧化碳一般采用溶 液吸收法，根据吸收性能不同又分为物理吸收法（ 液吸收法，根据吸收性能不同又分为物理吸收法（利用 CO2能溶解于水或有机溶剂）和化学吸收法（CO2具有 能溶解于水或有机溶剂）和化学吸收法（ 酸性特性可与碱性化合物反应）和物理-化学吸收法 化学吸收法， 酸性特性可与碱性化合物反应）和物理 化学吸收法， 兼有物理、化学方法特性。 兼有物理、化学方法特性。